华商宝

Frequency Response Analyzer

频率响应分析器Model 6305

一、特点

l 测试频率范围0.01Hz-5 MHz

l 可输出讯号电压范围, 10mVac-10Vac, ±10Vdc,适用于各种测试状况

l 透过Bode Box来注入测试讯号,安全性及准确度与保障

l 具有两个量测通道,分11个档位,精准度高

l 量测范围: 10mV-500V,仪器不易因待测物的异常电压而受损坏

l 针对Power Supply设计的应用软件,容易使用

l 可产生波德图(Bode plot),尼奎士图(Nyquistplot),阻抗图

l 软件内含补偿线路辅助设计及频域运算功能

二、功能介绍

         频率响应分析仪6305的主要功能是量测待测物在频域上的特性，了解其性能及稳定性，并可辅助控制线路的设计。其工作原理是藉由输入一个频率变化的扫描讯号，并于系统的特定点，量测所造成的影响，藉此导出待测物在不同频率的响应特性。

        一般工程师于设计验证时，都是直接测试外在的功能特性。例如针对电源供应器，需要不同电压输出来做拉载测试，看是否会有震荡的不稳定情形。这种测试过程需要花费大量时间，当线路有修改后，又得重新测试。而即使设计验证已经没有问题，常会发生于大量生产时，因为使用零件的误差，仍有少数产品会有不稳定的瑕疵状况，这是因为设计时没有正确评估系统的稳定性。但这种特性无法直接由电流拉载的时域测试来得到，必须由频率响应分析仪的使用，才能得到系统的频率响应图，来判断读出稳定度的特性。而这种频率响应的测试，不仅速度快，节省大量测试时间。除了了解待测物的稳定度外，还可依照实际需要，再做控制线路的调整，达到设计的目的。维持良好的设计品质，加深客户对设计者技术的信任，增进对产品的信息。尤其业界的激烈竞争，及ODM要求交期非常短的情况下，藉由频率响应分析仪6305的分析，将有很大帮助。另外，也可以应用来验证委外设计生产的电源供应器，对设计品质来把关。

        除了测试系统的频率响应外，频率响应分析仪6305的控制软件还包括了控制线路辅助设计和频域运算功能。阵地电源供应器的控制补偿，提供了常用的三种线路，使用者可依照其电源控制器的控制方式，选择适合的线路种类。先量测系统原来的频率响应后，设定预计的设计目标：相位边限(PhaseMargin)及交越频率(CrossFrequency)等，软件即可自动运算出控制线路中最适合的电阻及电容值，使用者再加以实际验证即可。这个功能更可帮设计者节省大量时间，还能达到最佳化的设计结果。

      频率响应分析仪6305也可以测试被动组件的阻抗和频率的响应图，让厂商了解生产的被动组件特性是否正常，以验证制程是否正确。另外设计工程师可用来验证所使用的组件，其频率响应特性是否适合于应用范围。例如电容于低频时是电容性，随频率增加会成为电阻性，再来会变成电感性。若选择不当，可能使用的电容却呈现电感特性，线路自然无法正确运作。当真正了解适用频率范围后，选择正确零件才能达到设计效果，不会出错。

        美国专业的频率响应分析仪厂商Venable Instruments，善长于建立系统模型、稳定度分析、控制回路、阻抗测试。特别专注于电源供应器。零件的频域测试领域。其客户包含世界各大知名厂商，例如：IBM，MOTOROLA，INTEL，HONEYWELL，POWERONE，TEXAS INTRUMENTS等。

三、频率响应分析仪6305的组成

     主机

     含一个可送出频率变化的扫描讯号，并有两个频道来量测讯号的变化量。

        控制及分析软件     1.透过USB接口，控制主机的输出讯号，并撷取量测数据。

      2.将数据处理，画出频率响应波德图，藉此了解稳定性。

      3.内建控制线路设计辅助，可模拟并评估新线路的特性。

         附件  

      BodeBox讯号输入变压器，让扫描讯号进入不同电压准位。不同的频率范围使用不同的BodeBox，才能得到最佳准确度。

 四、设计流程

     传统设计流程

     没有一套频域的分析工具，只使用TrialandError的方法，每次修改都要重新测试，容易忽略一些测试点，并浪费时间。另外设计结果无法量化评估，未来稳定性问题可能会再发生。

     新设计流程

     经由频率响应分析仪的量测，得到系统模型，了解稳定度状况。再由分析软件，设定设计目标(CrossFrequency,PhaseMargin)，自动演算出控制补偿线路的最佳电阻电容值，再加以验证即可，节省时间且可得到最佳设计结果。

五、频率响应分析仪6305的应用

     应用一

     测试电源供应器的开回路(OpenLoop)响应，来观察整个系统的频域特性，并由Phasemargin、Gainmargin了解稳定度状况。

               应用二

    经由频率响应分析仪的量测，得到PowerStage模型，再由分析软件，设定设计目标(CrossFrequency,PhaseMargin)，选择控制线路种类，自动演算出线路的最佳电阻电容值，再加以验证。

     应用三

    量测一个组件(电容)的频域特性，观察在不同频率表现出电容性、电阻性及电感性。